道路勘測課程設計

1、<p>　　《道路勘測設計》課程設計任務書</p><p>　　一、設計課題：山區(qū)公路路線設計</p><p>　　二、設計內容：按計劃任務書指定控制點進行紙上定線，縱、橫斷面設計，土石方計算與調配以及方案技術指標論證分析。</p><p><b>　　三、設計原始資料：</b></p><p>　　設計用地形

2、圖一張：比例尺為1/2000。</p><p>　　2.道路性質與控制點:本路為某礦區(qū)通往工業(yè)基地跨越重丘區(qū)一路線。</p><p>　　3.交通運輸情況:主要為解決解放牌汽車運輸,現年平均交通量990輛（折合重型載重汽車）平均年增長率為7.5%。</p><p>　　4.自然條件：本線一端接山區(qū),另一端為微丘地形,中間為重丘過渡段,(即本課題設計路段),該段地質情

3、況基本穩(wěn)定,除地表0.5-1.0米風化土層外,下部為石灰?guī)r,地下水位一般較深對路基與邊坡穩(wěn)定影響不大.</p><p>　　四.設計應解決的主要任務:</p><p>　　1.公路技術等級擬定； 2.路線技術標準選定 ； 3.指定控制點路線選定；</p><p>　　4.縱斷面設計； 5.路線橫斷面設計； 6.彎道細部設計； 7.排水與計算設計；

4、</p><p>　　8.土石方計算與調配； 9.路線方案技術指標論證； 10.設計說明書編寫；</p><p>　　五.課程設計應提交的成果：</p><p>　　1.設計說明書； 2.路線平面圖； 3.路線縱斷面圖； 4.路線標準橫斷面圖；</p><p>　　5.彎道設計大樣圖； 6.橫斷面圖； 7.路基土石方

5、表(或附土石方調配圖)； 8.其他.</p><p>　　六.課程設計有關規(guī)定</p><p>　　1.課程設計前,學生應根據任務書要求,制定設計進 度計劃,并嚴格執(zhí)行,按期獨立完成設計任務.</p><p>　　2.課程設計方法與步驟,可參閱設計指導書,對于設計疑難問題,首先應獨立思考與查閱有關參考文件,確實不能解決時,可向指導教師提出請求答疑,如因資料不足,需

6、對設計中某些重大問題進行假定時,需征得指導教師的同意.</p><p>　　3.本設計可學生二人組成小組,在相同控制點間選定一路線方案分別進行設計,最后匯總進行方案技術指標論證分析,選定推薦路線方案.</p><p>　　4.設計圖紙用鉛筆繪制或墨繪應按指導教師規(guī)定</p><p>　　要求在指定規(guī)格圖紙上繪制,力求線條均勻,粗細分明,書寫工整,尺寸齊全.</

7、p><p>　　5.設計說明書應使用統一規(guī)格紙張用鉛筆正楷書寫,并加封頁及封底連同設計任務書和設計圖表作為附件,一并裝訂成冊.</p><p>　　6.本設計完成后,經指導教師評閱.</p><p>　　道路勘測課程設計計算說明書</p><p><b>　　一、設計總說明</b></p><p>&

8、lt;b>　　1、目的和要求：</b></p><p>　　通過本次課程設計，要求熟悉公路設計規(guī)范，理解、掌握《道路勘測設計》的基本概念，綜合運用本課程和其他有關課程的基本知識和基本操作技能，使所學知識進一步鞏固、深化和發(fā)展；學習道路路線設計的一般方法和步驟。通過設計，培養(yǎng)學生初步具備正確的設計思想和動手的能力，使學生具有初步的工程設計概念；培養(yǎng)學生具備道路路線設計的基本技能。</p>

9、;<p>　　根據設計所給資料，進行平、縱、橫斷面設計及其組合處理，完成土石方計算與調配，編制直線、曲線及轉角一覽表、路基設計表、路基土石方數量計算表；進行路面結構類型選擇，并確定各結構層的合理厚度。</p><p><b>　　2、工程概況：</b></p><p>　　本路為某礦區(qū)通往工業(yè)基地跨越重丘區(qū)一路線，主要為解決解放牌汽車運輸問題，現年平均交

10、通量990輛（折合重型載重汽車）平均年增長率為7.5%。設計路線范圍為11#~45#，路線起點11#高程為160m，終點45#高程204m。</p><p>　　本線一端接山區(qū)，另一端為微丘地形，中間為重丘過渡段(即本課題設計路段)，該段地質情況基本穩(wěn)定，除地表0.5-1.0米風化土層外，下部為石灰?guī)r，地下水位一般較深對路基與邊坡穩(wěn)定影響不大。</p><p><b>　　二、道

11、路參數</b></p><p>　　1、道路技術等級的確定</p><p>　　查《公路工程技術標準》以下簡稱《標準》）及其他相關資料，解放牌汽車以小客車為標準的折算系數為：1.5（包括：>19座的客車和載質量>2~7t的貨車）。</p><p>　　當設計年限為15年，遠景設計年平均交通量：</p><p>　　式中

12、：——遠景設計年平均日交通量，輛/日；</p><p>　　——預測初年平均日交通量，輛/日；</p><p>　　——交通量年平均增長率，%； n——遠景設計年限。</p><p>　　查《公路工程技術標準》雙車道三級公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量為2000~6000輛。本設計路線折合成小客車的遠景設計年平均日交通量為4087輛，綜

13、合考慮公路工程技術標準和指標，確定該公路等級為三級公路。</p><p>　　設計車速為40km/h，路基寬度為8.5m，車道寬7m，雙車道，兩側為0.75m的土路肩，路拱坡度2%，路肩坡度3%。</p><p>　　2、公路技術標準的擬定</p><p>　　本路段按三級公路標準測設，設計車速40km/h，測設中在滿足《公路路線設計規(guī)范》及在不增加工程造價的前提下

14、，充分考慮了平、縱、橫三方面的優(yōu)化組合設計，力求平面線型流暢，縱坡均衡，橫斷面合理，以達到視覺和心理上的舒展。</p><p>　　3、平面設計技術指標</p><p>　?。?）圓曲線最小半徑</p><p>　　圓曲線最小半徑分為極限、一般和不設超高的最小半徑，平面線形中一般非不得已時不使用極限半徑，因此《規(guī)范》規(guī)定了一般最小半徑。</p><

15、;p>　　當圓曲線半徑大于一定數值時，可以不設超高，允許設置與直線路段相同的路拱橫坡。圓曲線半徑要求如表1所示</p><p>　　表1 圓曲線半徑要求 </p><p>　?。?）圓曲線最大半徑</p><p>　　選用圓曲線半徑時，在地形條件允許的條件下，應盡量采用大半徑曲線，使行車舒適，但半徑過大，對施工和測設不

16、利，所以圓曲線半徑不可大于10000米。</p><p>　?。?）圓曲線半徑的選用</p><p>　　在設計公路平面線形時，根據沿線地形情況，盡量采用大于一般最小半徑的平曲線，最大半徑為160m，最小半徑為70m。</p><p>　?。?）緩和曲線技術要求</p><p>　　緩和曲線的最小長度一般應滿足以下幾方面：</p>

17、<p>　?、匐x心加速度變化率不過大;</p><p>　?、诳刂瞥吒郊悠露炔贿^陡;</p><p>　?、劭刂岂{駛員操作反應時間不過短;</p><p><b>　　④滿足視覺要求;</b></p><p>　　因此，《規(guī)范》規(guī)定：山區(qū)三級公路緩和曲線最小長度為35m。一般情況下，在直線與圓曲線之間，當

18、圓曲線半徑大于或等于不設超高圓曲線最小半徑時，可不設緩和曲線。</p><p>　?。?）平曲線要素的確定</p><p>　　根據汽車行駛在曲線上力的平衡式得：</p><p>　　式中：V---行車速度（km/h）; ---橫向力系數； ---超高橫坡度。</p><p><b>　　三、道路平面設計</b&g

19、t;</p><p><b>　　1、選線原則</b></p><p>　?。?）在道路設計的各個階段，應運用各種先進手段對路線方案作深入、細致的研究，在多方案論證、比選的基礎上，選定最優(yōu)路線方案。</p><p>　?。?）路線設計應在保證行車安全、舒適、迅速的前提下，做到工程量小、造價低、運營費用省、效益好，并有利于施工和養(yǎng)護。在工程量增加

20、不大時，應盡可能的采用較高的技術指標。不輕易采用極限指標，也不應為了采用較高指標而使得工程量過分增大。</p><p>　　(3) 選線應能滿足國家或地方建設對路線使用任務、性質的要求，保證路線能夠加強居民區(qū)特別是經濟較發(fā)達地區(qū)的之間的聯系，同時也應注意同農田等基本建設相配合，盡量少占用農田，避免可多的拆遷工程。</p><p>　　(4) 在選線過程中，對嚴重不良地質路段，如滑坡、崩坍、

21、泥石流、巖溶、泥沼及排水不良等特殊地區(qū)，應慎重對待，一般情況下應設法繞避，如必須穿過時，應選擇合適位置，縮小穿越范圍，并采取必要的工程措施。</p><p><b>　　紙上定線</b></p><p><b>　?。?）定導向線：</b></p><p>　　確定路線方案：通過觀察地形圖，了解地形情況，大致確定路線走向。

22、</p><p>　　定勻坡線：根據本地形圖等高線間距2m及選用平均坡度5%，按a=h/i計算出展線平距a=2cm，使卡規(guī)的開度為2cm，用兩腳規(guī)從起始點（K0+000）開始定勻坡線到終點。</p><p>　　定導向線：通過勻坡點連線，使折線盡量靠近勻坡線，剪裁一小塊硫酸紙，在其上畫出若干半徑不等的圓，在折線中卡圓，選定一個半徑的圓，使導向點盡可能多在圓上，通過計算選擇緩和曲線形式并初步

23、定出導向線。</p><p><b>　　（2）修正導向線</b></p><p><b>　　1）平面試線</b></p><p>　　穿直線：按照“照顧多數，保證重點”的原則綜合考慮平面線形設計的要求，然后“以點連線，以線交點”的辦法平面試線，反復試線，最后確定出初定交點。</p><p>　　

24、敷設曲線：滿足線形設計和《標準》的規(guī)定和要求，綜合分析地形、地物等情況，選取且注明各彎道的圓曲線的半徑，緩和曲線的長度等。讀取交點坐標計算或直接量測得到交點處路線轉角和交點間距，定圓曲線半徑和緩和曲線長度，計算曲線要素及曲線里程樁號。</p><p><b>　?、偾€要素計算</b></p><p>　　交點1平曲線要素計算：</p><p>

25、;　　取整數，采用緩和曲線長45m,滿足《公路工程技術標準》的規(guī)定：V=40km/h時，最小緩和曲線長度為35m。</p><p>　　同理，可得各交點的平曲線要素：</p><p><b>　　②主點樁里程推算</b></p><p>　　設有緩和曲線的平曲線有五個主點樁位，分別是ZH、HY、QZ、YH、HZ，里程推算如下：</p>

26、;<p><b>　　JD</b></p><p><b>　　- Th</b></p><p><b>　　————————</b></p><p><b>　　ZH</b></p><p><b>　　+ Ls</b>

27、;</p><p><b>　　————————</b></p><p><b>　　HY</b></p><p>　　+ LY(=Lh-2Ls)</p><p><b>　　————————</b></p><p><b>　　YH</

28、b></p><p><b>　　+ Ls</b></p><p><b>　　————————</b></p><p><b>　　HZ</b></p><p><b>　　- Lh/2</b></p><p><

29、b>　　————————</b></p><p><b>　　QZ</b></p><p><b>　　+ Dh/2</b></p><p><b>　　————————</b></p><p><b>　　2）設計理想縱斷面</b>&

30、lt;/p><p>　　在平面試線的基礎上，在平面圖上截取各控制點及地形變化特征點樁號及地面高程，點繪出粗略縱斷面地面線（見附圖縱斷面設計草圖），進行理想縱坡設計，計算各樁號的概略設計高程列于表中</p><p><b>　　一次修正導向線</b></p><p>　　在平面試線哥樁的橫斷面方向上點出與概略設計高程相應的點，即一次修正導向線<

31、/p><p><b>　　（3）具體定線</b></p><p>　　檢查各技術指標是否滿足《公路工程技術標準》（JTGB01-2003）要求，及平曲線位置是否合適，不滿足時應調整交點位置或圓曲線半徑或緩和曲線長度，直至滿足為止。</p><p>　　根據給定的等高線地形圖，采用紙上定線的方法研究路線的可能方案，并經過比較論證確定最后路線方案。此次

32、設計路線為山區(qū)三級公路，初定勻坡度為5%。選線中涉及到一處埡口的選擇問題。在綜合考慮了埡口位置與路線走向一致，埡口高程較低利于展線等各因素后選擇適合埡口。</p><p>　　路線依行經地區(qū)的地貌地質和地形特征，可能有越嶺線、山坡線、山脊線，此時可根據地形圖研究可能的路線布局型式。</p><p>　　山區(qū)公路的選線應按：全面布局、逐段安排路線、具體定線三個步驟進行。</p>

33、<p><b>　　四、道路縱斷面設計</b></p><p>　　為使道路上行車快速、安全和通暢，希望道路縱坡設計的小一些為好。但是，在長路塹、以及其它橫向排水不通暢地段，為保證排水要求，防止積水滲入路基而影響其穩(wěn)定性，均應設置不小于0.3%的縱坡，一般情況下以下小于0.5%為宜。</p><p>　　為了保證行車安全、舒適以及視距的需要，在變坡處設置豎

34、曲線。豎曲線的主要作用是：緩和縱向變坡處行車動量變化而產生的沖擊作用，確保道路縱向行車視距；將豎曲線與平曲線恰當地組合，有利于路面排水和改善行車的視線誘導和舒適感。 </p><p>　　豎曲線技術指標主要有豎曲線半徑和豎曲線長度。凸形的豎曲線的視距條件較差，應選擇適當的半徑以保證安全行車的需要。凹形的豎曲線，視距一般能得到保證，但由于在離心力作用下汽車要產生增重，因此應選擇適當的半徑來控制離心力不要過大，以保證

35、行車的平順和舒適。</p><p>　　1、縱坡設計的一般要求</p><p>　　(1)縱坡設計必須滿足《標準》中的各項規(guī)定與要求。</p><p>　　(2)為保證車輛能以一定速度安全、順適地行駛，縱坡應具有一定的平順性，起伏不宜過大和過于頻繁。盡量避免采用《規(guī)范》中的極限縱坡值，并留有一定的余地。 </p><p>　　(3)設計應對沿

36、線地形、地質、水文、地下管線、氣候和排水等進行綜合考慮，并根據需要采取適當的技術措施，以保證道路的穩(wěn)定與通暢。</p><p>　　(4)一般情況下縱坡設計應盡量減少土石方及其它工程數量，以降低工程造價和節(jié)省用地。</p><p>　　(5)山嶺重丘區(qū)的縱斷面設計應考慮縱向填、挖平衡，盡量使挖方作為就近路段的填方，以減少借方和廢方；山區(qū)的縱斷面設計應滿足最小填土高度的要求，以保證路基的穩(wěn)定

37、性。</p><p>　　(6)高速公路和一級公路，應考慮通道、農田水利等方面的要求；低等級公路，應注意考慮民間運輸、農業(yè)機械等方面的要求。</p><p><b>　　2、最大縱坡</b></p><p>　　各級公路最大縱坡的規(guī)定見表5所示</p><p>　　表 5 各級公路最大縱坡</p><

38、;p><b>　　3、最小縱坡</b></p><p>　　挖方路段以及其它橫向排水不良路段所規(guī)定的縱坡最小值稱為最小縱坡。各級公路均應設置不小于0.3%的最小縱坡，一般情況下以不小于0.5%為宜。</p><p>　　當必須設計平坡或縱坡小于0.3%時，邊溝應作縱向排水設計。</p><p>　　注：干旱少雨地區(qū)的最小縱坡可不受此限制。

39、</p><p><b>　　4、坡長限制</b></p><p>　　根據希望速度V1和容許速度V2，可以得出對應于V1的“理想的最大縱坡”i1和對應于V2的“不限長度的最大縱坡”i2。</p><p>　　小于i1 的縱坡稱為緩坡，汽車在緩坡上可以加速行駛；大于i1的縱坡稱之為陡坡。</p><p>　　1)當 i＜

40、i2的縱坡，汽車在其上行駛時，設初速為V1，則終速不會低于V2；</p><p>　　2)當 i＞i2的縱坡，應對其長度進行限制。</p><p><b>　　a.最小坡長限制 </b></p><p>　　最小坡長的限制主要是從汽車行駛平順性和布設豎曲線的要求考慮的?！稑藴省?《城規(guī)》規(guī)定，各級道路最小坡長應按表6選用。本次設計選用120m.

41、</p><p>　　注：在平面交叉口、立體交叉的匝道以及過水路面地段，最小坡長可不受此限。</p><p><b>　　表6 最小坡長限制</b></p><p><b>　　b.最大坡長限制 </b></p><p>　　道路縱坡的大小及其坡長對汽車正常行駛的影響很大?？v坡越陡，坡長越長，對行車

42、影響也將越大。</p><p>　　所謂最大坡長限制是指控制汽車在坡道上行駛，當車速下降到最低允許速度時所行駛的距離。</p><p>　　《標準》規(guī)定的最大坡長見下表7</p><p>　　表 7 各級公路縱坡長度限制 （m）</p><p>　　5、平、縱組合的基本要求 </p><p><

43、;b>　　1)平包豎 。</b></p><p>　　2)平曲線與豎曲線對應關系曲中點與變坡點相重合最好；錯開不超過平曲線的1/4 時較好，超過其 1/4時很差；豎曲線起終點分別置于兩條緩和曲線上。</p><p>　　3)平、豎曲線半徑均較小時不宜重合。</p><p>　　4)平、豎曲線半徑大小要均勻。</p><p>

44、　　5)選擇適宜的合成坡度，一般最大合成坡度不大于8%，最小坡度不宜小于0.5%。</p><p>　　6、縱面線形設計中應注意避免的組合：</p><p>　　1)除V<60km/h避免凸凹豎曲線插入小半徑平曲線。</p><p>　　2)避免豎曲線與反向平曲線的變曲點相重合。</p><p>　　3)在長直線或長平曲線內，盡量設計成

45、直坡線。</p><p>　　4)避免片面上的變向點比擬面上變坡點多。</p><p>　　5)避免小半徑豎曲線與回旋曲線相重合。</p><p>　　6)避免小半徑豎曲線與回旋線相重合的線形。</p><p>　　7)避免在長直線上設置長的下坡凹形曲線路段。</p><p>　　7、豎曲線要素計算 豎曲線要素

46、計算公式如下：</p><p><b>　　五、道路橫斷面設計</b></p><p>　　道路橫斷面設計的基本要求：</p><p>　　公路橫斷面設計應最大限度地降低路堤高度，減小對沿線生態(tài)的影響，保護環(huán)境，使公路融入自然。條件受限制不得已而出現高填、深挖時，應同架橋、建隧、分離式路基等方案進行論證比選。　 路基斷面布設應結合沿線地面橫

47、坡、自然條件、工程地質條件等進行設計。自然橫坡較緩時，以整體式路基斷面為宜。</p><p>　　按照平縱斷面的設計，可取50個樁做橫斷面設計，其中包括路線起訖點、公里樁、百米樁、曲線要素點及地面高程變化處。所有樁號的橫斷面地面線，除規(guī)定的路基路面寬度外應照各樁斷面的地形質情況確定邊坡度、邊溝形狀尺寸，繪出橫斷面的設計線(即“戴帽子”)，繪出各樁號的橫斷面圖。其中設有邊溝的斷面，邊溝尺寸為底寬0.5m，溝深0.6

48、m。</p><p>　　路拱的型式應按道路等級、性質及道路寬度，采用直線橫坡或方程式不同的路拱(橫坡)曲線。</p><p>　　高填深挖路段需設擋土墻等防護工程外，應按規(guī)定計算或參照標準圖設計。</p><p>　　橫斷面設計見附圖4路基標準橫斷面設計（比例尺為1:100）及附圖5路基橫斷面設計（比例尺為1:200）。</p><p>&

49、lt;b>　　六、平面視距</b></p><p>　　行車視距是否充分，直接關系著行車的安全與速度，它是公路使用質量的重要指標之一。</p><p>　　行車視距可分為：停車視距、會車視距、錯車視距、超車視距。</p><p>　　《規(guī)范》規(guī)定，三級公路設計視距應滿足會車視距的要求。工程特殊困難或受其它條件限制的地段，可采用停車視距，但必須采取分

50、道行駛措施。</p><p>　　對于山區(qū)三級公路，會車視距取80 m。 </p><p><b>　　七、加寬、超高計算</b></p><p>　　本路設計速度為30km/h的三級公路，為某礦區(qū)通往工業(yè)基地跨越重丘區(qū)一路線。主要為解決解放牌汽車運輸，可采用第3類加寬值。</p><p><b>　　超高的過

51、渡方式：</b></p><p>　　新建無中間帶道路的超高過渡：繞內側邊緣旋轉。</p><p>　　表11 繞邊軸旋轉超高值計算公式</p><p>　　過渡段、圓曲線上主點樁號的超高加寬值計算如下（ZH、HZ不在計算范圍內）：</p><p>　　表12 超高加寬表</p><p>　　八、土石

52、方量計算及調配</p><p>　　橫斷面設計完后，就要計算各樁號的土石方量。表面1m為普通土，1m以下為次堅石，均可以利用。在進行土石方調運時，注意以下幾點：</p><p><b>　　首先考慮本樁利用。</b></p><p>　　盡可能避免和減少上坡運土。</p><p>　　當運距超過500m時，考慮采用外借的

53、方式。</p><p>　　土石方調配，首先按教材所述要求，將有關數據計算出，然后在路基土石方數量計算表（附表3）上進行圖示法調配，調配中要用公式：</p><p>　　填方=本樁利用+填缺</p><p>　　挖方=本樁利用+挖余</p><p>　　進行閉合核實，調配完成要進行閉合驗算，公式為：</p><p>　

54、　填缺=遠運利用+借方</p><p>　　挖余=遠運利用+廢方</p><p>　　路線方案優(yōu)缺點的說明與分析</p><p>　　1、路線方案的優(yōu)缺點</p><p><b>　　本路線方案的優(yōu)點：</b></p><p><b>　　線路里程短；</b></p&g

55、t;<p>　　交點只有4個，減小了計算量和里程；保證了線形的順暢</p><p>　?。?）縱坡設計坡度陡緩配合比較合理</p><p><b>　　本路線方案的缺點：</b></p><p>　　(1)受地形限制大，半徑值都小于不設加寬的最小半徑和不設超高的最小半徑；</p><p><b>

56、　　(2)工程量較大；</b></p><p>　　設計存在問題與處理意見</p><p>　　⑴ 經過指導老師同意，開挖路基自定土石比例，開挖深度小于等于1m 為土方，大于1m為石方。路基填方為土石混填，借方均為土方，沒有石方。</p><p>　?、圃O計中未繪制彎道大樣圖及路拱設計圖。</p><p>　?、窃O計中未考慮截水

57、溝和護坡道的設計，需重新設計截水溝的尺寸與位置。</p><p>　　十、設計圖紙及計算說明部分</p><p>　　1、計算說明部分（附表）</p><p>　　附表1、平面計算（直線、曲線及轉角表）；</p><p>　　附表2、路基設計表；</p><p>　　附表3、路基土石方數量計算及調配（路基土石方數量表）

58、；</p><p>　　2、圖紙部分（附圖）</p><p>　　附圖1、道路平面設計圖（藍圖和硫酸紙）  1:2 000；</p><p>　　附圖2、道路縱斷面圖 橫向1:2000 豎向 1:200；</p><p>　　附圖3、路基橫斷面設計圖 1:200</p><p><